利用标记辅助选择技术培育具有抗灰叶斑病特性的极早熟维生素A前体蛋白玉米自交系

《Plant Molecular Biology Reporter》：Marker-Assisted Selection for Gray Leaf Spot Resistance in Extra-Early Provitamin A Quality Protein Maize Inbred Lines

　　```

摘要

灰斑病（GLS）是撒哈拉以南非洲地区一种主要的叶部病害，会限制玉米的生产力和营养价值。本研究在尼日利亚的Oke-Oyi地区，通过自然感染并结合人工接种的方式，对16个早熟型Provitamin A优质蛋白玉米（PVA-QPM）自交系以及2个对照组进行了两个生长季的评估。籽粒产量范围为2.60至4.10吨/公顷，其中TZEEIORQ-15（4.10吨/公顷）、TZEEIORQ-07（4.05吨/公顷）和TZEEIORQ-03（3.95吨/公顷）的产量分别比对照组Obatanpa高出57.7%、55.8%和51.9%。灰斑病病情指数介于3.0至7.8之间，β-胡萝卜素含量在5.5至18.0微克/克之间。赖氨酸、色氨酸和蛋白质的含量分别为2.5至4.5毫克/克、0.50至1.00毫克/克以及7.3%至9.7%。灰斑病的基因型变异系数（GCV）为19.8%，表型变异系数（PCV）为22.5%；籽粒产量的基因型变异系数为11.5%，表型变异系数为13.2%；β-胡萝卜素的基因型变异系数为26.5%，表型变异系数为29.8%。广义遗传力分别为灰斑病的0.77、籽粒产量的0.76和β-胡萝卜素的0.79，狭义遗传力分别为0.54、0.51和0.58。遗传进展百分比分别为灰斑病的34.2%、籽粒产量的20.1%和β-胡萝卜素的46.0%。主成分分析解释了总变异的59.7%，其中PC1（38.2%）和PC2（21.5%）能够根据灰斑病、籽粒产量和β-胡萝卜素区分不同基因型。灰斑病与籽粒产量（相关系数r = -0.98）和β-胡萝卜素（相关系数r = -0.95）呈强负相关。标记分析发现Xgdp12、Xgls5和Xumc2147与灰斑病抗性有关，这些标记可解释25%至32%的表型变异。这些结果表明，选定的早熟型PVA-QPM自交系兼具良好的农艺性状、较高的营养价值和抗病性，因此可用作培育早熟、耐灰斑病玉米杂交种的亲本系。

灰斑病（GLS）是撒哈拉以南非洲地区一种主要的叶部病害，会限制玉米的生产力和营养价值。本研究在尼日利亚的Oke-Oyi地区，通过自然感染并结合人工接种的方式，对16个早熟型Provitamin A优质蛋白玉米（PVA-QPM）自交系以及2个对照组进行了两个生长季的评估。籽粒产量范围为2.60至4.10吨/公顷，其中TZEEIORQ-15（4.10吨/公顷）、TZEEIORQ-07（4.05吨/公顷）和TZEEIORQ-03（3.95吨/公顷）的产量分别比对照组Obatanpa高出57.7%、55.8%和51.9%。灰斑病病情指数介于3.0至7.8之间，β-胡萝卜素含量在5.5至18.0微克/克之间。赖氨酸、色氨酸和蛋白质的含量分别为2.5至4.5毫克/克、0.50至1.00毫克/克以及7.3%至9.7%。灰斑病的基因型变异系数（GCV）为19.8%，表型变异系数（PCV）为22.5%；籽粒产量的基因型变异系数为11.5%，表型变异系数为13.2%；β-胡萝卜素的基因型变异系数为26.5%，表型变异系数为29.8%。广义遗传力分别为灰斑病的0.77、籽粒产量的0.76和β-胡萝卜素的0.79，狭义遗传力分别为0.54、0.51和0.58。遗传进展百分比分别为灰斑病的34.2%、籽粒产量的20.1%和β-胡萝卜素的46.0%。主成分分析解释了总变异的59.7%，其中PC1（38.2%）和PC2（21.5%）能够根据灰斑病、籽粒产量和β-胡萝卜素区分不同基因型。灰斑病与籽粒产量（相关系数r = -0.98）和β-胡萝卜素（相关系数r = -0.95）呈强负相关。标记分析发现Xgdp12、Xgls5和Xumc2147与灰斑病抗性相关，这些标记可解释25%至32%的表型变异。这些结果表明，选定的早熟型PVA-QPM自交系兼具良好的农艺性状、较高的营养价值和抗病性，因此可用作培育早熟、耐灰斑病玉米杂交种的亲本系。

```